第32卷，第10期 2012年10月
光谱分析
光谱学与
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.32,No.10,pp2770-2774
October,2012
光谱数据对油页岩含油率近红外光谱分析PLS建模精度的影响
王智宏，刘杰，陈晓超，孙玉洋，余洋，林
君*
吉林大学仪器科学与气工程学院，吉林长春130026
摘要目前油页岩关键的评价参数
含油率的检测方法均无法实现原位测量，无法满足油页岩资源的
勤查和开采中样品检测的要求，便携式近红外光谱分析技术，为实现油页岩含油率的原位检测提供了可能性。由于光谱数据的不同形式与样品的成分含量值之间有不同的相关关系，样品不同成分的吸收特性表现在不同的近红外波段上，因此利用合成样品，针对反射率、吸光度、K-M函数等三种不同的光谱数据表承形式和四种不同的建模区间，研究它们对油页岩含油率PLS模型精度的影响情况。结果表明：对于合成样品，进行PLS建模的最佳光谱数据形式是反射率，最佳建模区间是组合特征区间，即适当的光谱数据形式及建模区间可提高模型的精度。
关键词近红外光谱；油页岩；含油率；PLS建模；数据形式；特征光诺区间
中图分类号：0657.33
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)10-277005
库基础上，采用化学计量学方法建立分析模型，才能对未知样品成分及含量进行检测。样品数据库包括已知样品的近红外光谱数据和分析数据。其中的光谱数据为采用近红外光谱
油页岩含油率是其品位评价的关键参数，常规的测定方法是低温干馏法(SH/T0508-92)03，该方法需要在实验室进行，过程繁项，效率低，无法满足油页岩资源的勘查和开采中样品检测的要求。而目前油页岩含油率的其他相关检测方法也存在各自的间题：如利用现有的测并数据含油率的间接评价方法[24，对于没有进行地质钻井勘探的地区无法使用；采用漫反射傅里叶中红外光谱分析技术进行油页岩含油率及矿物成分分析[-9]、采用浸反射近红外光谱分析法预测油页岩含油率]，这些方法相对低温干馏法速度快、精度高，但所用为实验室仪器、非便携式，雨且样品需要粉碎等制样处理，无法实现原位测量。
近红外光谱(760～2526nm)能够反应有机分子中含氢基团(包括C一H，N一H，O-H等)的倍频与合频的吸收特性，可获得物质的分子结构、组成、状态等信息。便携式近红外光谱技术将实验室仪器带到野外进行现场检测，具有：不破坏样品，不用试剂，不污染环境；可直接对目标进行测定；测量精度高，分析速度快；投资及操作费用低的特点]。因此便携式近红外光谱分析技术可作为一种高效的检测方法用于油页岩含油率的现场检测。
近红外光谱分析需要先在涵盖被测样品成分的样品数据收稿日期：2012-04-10，修订日期：2012-07-20
仪器测量样品获得的，反映样品在近红外波段不同波长点对应的反射或透射光线的相对强度，对于漫反射光谱数据常采用反射率、吸光度、K-M函数等数据形式，不同的数据形式与样品的成分含量值之间有不同的相关关系2)，不同的近红外波段的光谱数据反应样品不同成分的吸收特性。因此选取适当形式和波长(1-1]的光谱数据可以提高近红外光谱分析建模的精度。
油页岩是含有有机物质的黏土岩或泥灰岩，主要成分包括页岩油、水分和矿物质。油页岩含油率是指油页岩中页岩油所占的质量分数。页岩油主要由液体烃类组成[3。烃类的分子C—H键在近红外区具有明显的吸收特征，如1720nm 附近的一级倍频、2350nm附近的一级合频吸收带。尤其是其1600~1800nm的一级倍频吸收带与油页岩中其他成分水分和矿物质的吸收带（约1400，1900和2200nm）不同
本研究针对矿物与机油的合成样品数据库，结合三种不向的光谱数据表示形式和四种不向的建模区间，展开偏最小二乘法（partialleastsquares，PLS)建模实验，研究光谱数据形式和建模区间对油页岩含油率PLS模型精度的影响情况。
基金项目：吉林省科技发展计划项目（20116014），国家潜在油气资源（油页岩前操开发利用)产学研用合作创新项目子课题（OSR-02-04)资助
作者简介：王智宏，女，1968年生，吉林大学仪器科学与电气工程学院教授
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